Організація резервних каналів зв’язку для екстрених ситуацій у середовищах з обмеженою інфраструктурою з використанням технології LPWAN

Автор(и)

  • Юрій Володимирович Ликов Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0001-7120-3276
  • Анатолій Миколайович Олейніков Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-4458-8833
  • Ганна Олександрівна Ликова Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-5630-8675
  • Степан Олександрович Савенко Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, Україна https://orcid.org/0009-0008-1945-1617
  • Сергій Олександрович Маковецький EKTOS-Ukraine LCC, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-9814-9465

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347023090054

Ключові слова:

LoRaWAN, зв’язок, автономність, модель Окамура-Хата, двох-лучова модель, модем

Анотація

В роботі розглянута важливість створення резервних каналів зв’язку в надзвичайних ситуаціях, коли доступ до систем стільникового та супутникового зв’язку обмежений. Метою дослідження є обґрунтування використання технології LoRaWAN як основи для побудови надійних резервних засобів зв’язку. Запропоновано структурну схему пристрою, на прикладі якої промодельовано час його автономності. Показано, що в залежності від режиму роботи цей час складає від 150 до 900 діб. Для оцінки зони радіодоступності пристрою промодельовано максимальну дальність передачі з використанням різних моделей поширення радіохвиль. Результати досліджень показали, що розроблена система екстреного зв’язку на основі протоколу LoRaWAN є ефективною та переважає інші технології бездротового зв’язку в певних умовах.

Посилання

N. Hashim, F. Idris, T. N. A. Tuan Ab Aziz, S. H. Johari, R. Mohd Nor, N. Ab Wahab, “Location tracking using LoRa,” Int. J. Electr. Comput. Eng., vol. 11, no. 4, p. 3123, 2021, doi: https://doi.org/10.11591/ijece.v11i4.pp3123-3128.

E. T. de Camargo, F. A. Spanhol, Á. R. Castro e Souza, “Deployment of a LoRaWAN network and evaluation of tracking devices in the context of smart cities,” J. Internet Serv. Appl., vol. 12, no. 1, p. 8, 2021, doi: https://doi.org/10.1186/s13174-021-00138-7.

LoRa Alliance, “LoRaWANTM 1.1 Specification,” 2017. uri: https://lora-alliance.org/wp-content/uploads/2020/11/lorawantm_specification_-v1.1.pdf.

NEO-6 u-blox 6 GPS Modules, Data Sheet. URL: https://www.digikey.com/htmldatasheets/production/2757457/0/0/1/neo-6.html.

STMicroelectronics, “MEMS digital output motion sensor: ultra-low-power high-performance 3-axis ‘femto’ accelerometer. Datasheet LIS2DH12,” Web-site STMicroelectronics. https://www.st.com/en/mems-and-sensors/lis2dh12.html.

Y. V. Lykov, D. Y. Gorelov, A. A. Lykova, S. O. Savenko, “Energy efficiency research of LPWAN technologies,” Radio Electron. Comput. Sci. Control, no. 3, p. 27, 2023, doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2023-3-3.

С. Кравчук, Л. Афанасьєва, Д. Міночкін, І. Кравчук, Поширення Радіохвиль в Зоні Покриття Безпроводових Мереж Зв’язку. Навчальне Видання. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020, uri: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/02f7b7c2-8fbb-4824-b48e-f79635c005cf/content.

Semtech, “Datasheet SX1276/77/78/79,” 2020. uri: https://semtech.my.salesforce.com/sfc/p/#E0000000JelG/a/2R0000001Rbr/6EfVZUorrpoKFfvaF_Fkpgp5kzjiNyiAbqcpqh9qSjE.

E. Zochmann, K. Guan, M. Rupp, “Two-ray models in mmWave communications,” in 2017 IEEE 18th International Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications (SPAWC), 2017, pp. 1–5, doi: https://doi.org/10.1109/SPAWC.2017.8227681.

F. M. Bacco, E. Ferro, A. Gotta, “Radio propagation models for UAVs: what is missing?,” in Proceedings of the 11th International Conference on Mobile and Ubiquitous Systems: Computing, Networking and Services, 2014, doi: https://doi.org/10.4108/icst.mobiquitous.2014.257896.

А. О. Аканде, Ф. А. Семир, З. К. Адеемо, К. К. Агубор, “Оптимизация модифицированной эмпирической модели для сети 2,3 ГГц стандарта LTE. Пример исследования в FUTO,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 65, no. 1, pp. 33–54, 2022, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347022010046.

3D модель пристрою резервного зв’язку

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-30

Як цитувати

Ликов, Ю. В., Олейніков, А. М., Ликова, Г. О., Савенко, С. О., & Маковецький, С. О. (2023). Організація резервних каналів зв’язку для екстрених ситуацій у середовищах з обмеженою інфраструктурою з використанням технології LPWAN. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 66(6), 333–350. https://doi.org/10.20535/S0021347023090054

Номер

Том 66 № 6 (2023)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.